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Escrito por Christian Bodington   
jueves, 22 de mayo de 2008

Robot Humanoide - Versión 2.

 

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 Nuevas mejoras en el Robot, lo han hecho mucho mas liviano... Estoy trabajando ahora en el torso, brazos y la ubicación de la CMU-Cam y el circuito de control... 

 

             

 

En esta oportunidad he estado desarrollando una versión del robot un poco mas elaborada, y en la cual he estudiado el diseño de cada una de las partes creando cada una de ellas en Autodesk Inventor en 3D, y al mismo tiempo ensamblando todas para verificar cada movimiento, puntos de choque, espesores y otros detalles importantes, antes de empezar la fabricación de cada parte. 

La primera versión, un poco más artesanal que la versión 2, con sus movimientos tan limitados supero sin embargo muchas expectativas al realizar los movimientos necesarios para caminar, he incluso girar en ángulos abiertos.

 

 

Se pueden ver estos movimientos en el siguiente video :  

Clic aquí para visualizar video en Internet Explorer

(Para visualizar el video directamente en esta página, instale FireFox)

             

Clic aquí para visualizar video en Internet Explorer

 

 A continuación algunas de las imagenes creadas en autodesk, y el proceso de ensamblaje:

1. Servomotor:

 

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2. Pieza de acople del Servomotor:

 

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3. Bases del pie del Robot:

 

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4. Ensamblaje de las partes del pie:

 

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 Algunas de las fotos de la segunda versión:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

Este robot, con sus 14 servomotores, logra movimientos que la versión anterior no puede realizar de ninguna manera. El modelo de servomotores utilizado en la primera versión fué el Hitec HS-311, el cual resultó ser el más económico de la serie debido a sus características:

Control System: +Pulse Width Control 1500usec Neutral
Required Pulse: 3-5 Volt Peak to Peak Square Wave
Operating Voltage: 4.8-6.0 Volts
Operating Temperature Range: -20 to +60 Degree C
Operating Speed (4.8V): 0.19sec/60° at no load
Operating Speed (6.0V): 0.15sec/60° at no load
Stall Torque (4.8V): 42 oz/in (3.0 kg/cm)
Stall Torque (6.0V): 49 oz/in (4.5 kg/cm)
Current Drain (4.8V): 7.4mA/idle, 160mA no load operating
Current Drain (6.0V): 7.7mA/idle, 180mA no load operating
Dead Band Width: 5usec
Operating Angle: 40° one side pulse traveling 400usec
Direction: Clockwise/Pulse Traveling 1500 to 1900usec
Motor Type: Cored Metal Brush
Potentiometer Drive: 4 Slider/Direct Drive
Bearing Type: Top/Resin Bushing
Gear Type: Nylon
360 Modifiable: Yes
Connector Wire Length: 11.81" (300mm)
Weight: 1.52oz (43g)

Estos motores fueron instalados inicialmente en el diseño de la versión 2 del robot, produciendo como resultado una inestabilidad que puede ser observada en el siguiente video, debido a que el torque no fue suficiente para soportar todo el peso del modelo:

                



Clic aquí para visualizar video en Internet Explorer  

 

Al comparar estas características con los nuevos motores utilizados en la segunda versión, podremos observar que se incrementa considerablemente el torque en el eje en cada servomotor, y los cuales para la versión 2 del robot, se corresponden con el modelo Hitec HS-645MG:

Control System: +Pulse Width Control 1500usec Neutral
Required Pulse: 3-5 Volt Peak to Peak Square Wave
Operating Voltage: 4.8-6.0 Volts
Operating Temperature Range: -20 to +60 Degree C
Operating Speed (4.8V): 0.16sec/60° at no load
Operating Speed (6.0V): 0.13sec/60° at no load
Stall Torque (4.8V): 76.37 oz/in. (5.5kg.cm)
Stall Torque (6.0V): 94.43 oz/in. (6.8kg.cm)
Operating Angle: 45 Deg. one side pulse traveling 400usec
360 Modifiable: Yes
Direction: Clockwise/Pulse Traveling 1500 to 1900usec
Current Drain (4.8V): 8.8mA/idle and 400mA no load operating
Current Drain (6.0V): 9.1mA/idle and 500mA no load operating
Dead Band Width: 8usec
Motor Type: 3 Pole Ferrite
Potentiometer Drive: Indirect Drive
Bearing Type: Dual Ball Bearing
Gear Type: 3 Metal Gears and 1 Resin Metal Gear
Connector Wire Length: 11.81" (300mm)
Dimensions: 1.59" x 0.77"x 1.48" (40.6 x 19.8 x 37.8mm)
Weight: 1.94oz. (55.2g)

Después del armado de esta segunda versión del robot con los nuevos motores, el desempeño fué considerablemente mejor, es decir, se puede observar ahora la potencia de los motores en la rigidez del modelo en su posición inicial. Sin embargo, es importante aclarar que este robot no puede seguir creciendo en peso, pues el torque de los motores fue calculado para soportar el peso de los 14 motores, las baterias, circuito electrónico y una cámara "CMUCam", para reconocimiento de objetos, colores e incluso distancia.

Podemos ver un video de la CMUCam montada en el robot, la cual puede seguir una tarjeta roja, e incluso puede calcular la distancia de la misma con algunos algoritmos relativamente sencillos.

 

 Clic aquí para visualizar video en Internet Explorer

La posición del eje en cada uno de los servomotores es enviada a través del puerto serial del PC, desde una hoja de excel, la cual ha sido programada para calcular y almacenar cada uno de los datos necesarios para lograr una posición y por ende un movimiento en el Robot. 

Finalmente podemos ver un video del Robot en su segunda versión dando sus primeros pasos, un poco rígidos y torpes, los cuales iremos afinando a medida que trabajemos en él:

 

Clic aquí para visualizar video en Internet Explorer

  El movimiento de cada servomotor es calculado en una hoja de Excel. Básicamente se realiza el calculo de los valores correspondientes a la posición de cada motor, los cuales se descomponen y se envían a través del puerto serial COM1 hacia el circuito de control de servomotores instalado en el Robot.  La programación de cada movimiento se corresponde con cada botón en la hoja de calculo, llamados "Inicio", "Paso 1",  "Paso 2",  "Paso 3" y asi sucesivamente, como se observa en la siguiente imagen:

 

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Clic aquí para ver video de nuevos valores calculados (13-05-2007)

 

Clic aquí para ver video (13-05-2007)

 

Los últimos cambios importantes realizados en el diseño del robot, se puede observar la eliminación de los cables de cada uno de los servomotores para reducir el peso, mejorar el movimiento y la estética del Robot. Observe en las siguientes fotografías el cambio en relación a las fotos anteriores:  

 

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                               Clic aquí para visualizar video (10-07-2007)

 

 

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Se puede observar en la siguiente foto que finalmente decidí realizar un diseño mas práctico o sencillo en los brazos: 

 

 

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Diseño y Construcción del Proyecto: Ing. Christian Bodington E. 

 

Readers have left 9 comments.
 9. Untitled
aprendiz..., Unregistered
woooohhhhuuuuu.....!!!!! excelente....
 Posted 2009-02-28 17:42:22
 8. Untitled
Edwin, Unregistered
Exelente robot y exelente trabajo, disculpa los cables que se miran detras del robot son de alguna fuente de poder o estan conectados a algun computador
 7. Untitled
EXTREME, Unregistered
Yo no conozco muy bien tu trabajo, pero se observa muy buena calidad, ademas me entere que realizaste un libro "Basic para Microcontroladores PIC " excelente libro.

Por lo que lei, tengo una duda, ya que estas trabajando con algunos algoritmos sin involucrar segun entendi la IA, desconosco exactamente cual de todos los metodos existentes "seria mas recomendable" usar para el reconocimiento de imagenes (Me imagino que self organized maps con una red neural de TAUBO COCHONNE para la clusterizacion de las imagenes y para el aprendizaje del objeto a reconocer (ojo yo no trabajo con esto, tan solo lo le leido y admito que es bastante complicado)), pero por lo que muestras es impresionante, usar algun metodo de Ia es en principio de gran dificultad con algun Micro pero con la ayuda de la PC es otra cosa, ya que para un micro incluso para un DSP es una cantidad considerables de datos, que si se considera una respuesta en tiempo real dejaria mucho que desear.

Ademas Creo (No estoy seguro, lo mas problable es queeste equivocado), que debes de alguna manera de estar vinculado con la pagina en Venezuela de:
http://www.electronica.com.ve/ventas/catalog/index.php

Alli aparece en venta tu libro.

Es posible que tengas algun tipo de vinculacion con esta empresa, de ser asi bien hecho, te auguro exitos continua asi, ya que ese esfuerzo puede tener un alto desempeño.

En otro orden de ideas existe personas en Venezuela trabajando en el area de IA (En Venezuela existen al menos 20 universidades tanto publica como privada que por lo menos estan vinculadas con algun metodo de la IA). Lo que deseo indicar con este comentario es que si de alguna manera se uniera tu esfuerzo con el de alguna otra persona interesada los resultados serian inimaginables.

Saludos continua asi. Exitos.
 Posted 2008-07-15 23:51:35
 6. Untitled
osvaldo, Unregistered
soy docente de una escuela tecnica y me parese muy bueno el articulo por su creatividad y desarrollo ADELANTE mucha suerte
 Posted 2008-05-23 15:31:12
 5. Untitled
Eugenio Castillo, Unregistered
En verdad es muy bueno tu trabajo,tienes mucho talento e ingenius para esto sigue asi....
 Posted 2007-10-25 03:02:32
 4. Untitled
Invitado, Unregistered
es re buenoooo sigan trabajando
 Posted 2007-10-17 22:06:13
 3. Untitled
alvaro, Unregistered
excelente su trabajo en el robot sigan adelante hasta ahora va muy bien ok¡
 Posted 2007-08-02 19:31:55
 2. Untitled
Estudiante De Electronica, Unregistered
wow¡ el realidad ver todo este gran trabajo me alienta mucho mas a realizarme en PLC .. que es uno de los ramos que mas me gusta
Sobre-exitado seria la palabra que mejor me describiria ahora

buenoo. ojalas que este modelo de robor siga mejorando
mucho mas :

un saludo para todos los creadores ^^
 Posted 2007-07-14 20:17:42
 1. Untitled
Angel Villalobos, Unregistered
Me parece excelente el trabajo del bipedo, ahora lo que hay que mejorar es la parte mecánica
 Posted 2007-05-09 10:11:30
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Modificado el ( martes, 29 de septiembre de 2009 )
 
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